问题
解答题
已知函数f(x)=
(I)求函数f(x)的单调区间; (II)若直线x-y-1=0是曲线y=f(x)的切线,求实数a的值; (III)设g(x)=xlnx-x2f(x),求g(x)在区间[1,e]上的最小值.(其中e为自然对数的底数) |
答案
(Ⅰ)因为函数f(x)=
,a(x-1) x2
∴f′(x)=
=[a(x-1)]′•x2-(x2)′a(x-1) x4
,f′(x)>0⇒0<x<2,a(2-x) x3
f′(x)<0⇒x<0,或x>2,
故函数在(0,2)上递增,在(-∞,0)和(2,+∞)上递减.
(Ⅱ)设切点为(x,y),
由切线斜率k=1=
,⇒x3=-ax+2a,①a(2-x) x3
由x-y-1=x-
-1=0⇒(x2-a)(x-1)=0⇒x=1,x=±a(x-1) x2
.a
把x=1代入①得a=1,
把x=
代入①得a=1,a
把x=-
代入①得a=-1(舍去),.a
故所求实数a的值为1.
(Ⅲ)∵g(x)=xlnx-x2f(x)=xlnx-a(x-1),
∴g′(x)=lnx+1-a,解lnx+1-a=0得x=ea-1,
故g(x)在区间(ea-1,+∞)上递增,在区间(0,ea-1)上递减,
①当ea-1≤1时,即0<a≤1时,g(x)在区间[1,e]上递增,其最小值为g(1)=0;
②当1<ea-1<e时,即0<a<2时,g(x)的最大值为g(ea-1)=a-ea-1;
③当ea-1≥e,即a≥2时,g(x)在区间[1,e]上递减,其最小值为g(e)=e+a-ae.